腐蚀与防护
腐蚀与防护
定义1、腐蚀：腐蚀是材料受环境介质的化学、电化学和物理作用产生的损坏或变质现象。
2、钝化现象：电化序中较活泼的金属，应较易于被腐蚀。
但在实际情况中，一些较活泼的金属在某些特定的环境介质中都具有良好的耐蚀性。
这是因为金属表面形成了一层极薄的钝化膜，使金属由活化态变为钝化态，这一现象称为钝化现象。
金属通过与钝化剂相互作用在开路状态发生钝化称为自钝化。
3、Flade电位：Flade电位指当用阳极极化使金属处于钝化状态后，中断外加电流，这时金属的钝化态就会消失，金属由钝化态变回到活化态。
在钝化—活化转变过程的电位—时间曲线上，到达活化电位前有一个转折电位或特征电位，这个电位就叫弗莱德电位。
（电位愈正，金属丧失钝态的倾向越大；反之，电位越负，金属易保持钝态，即钝化膜越稳定）4、点蚀：点蚀又称小孔腐蚀，是一种腐蚀集中在金属表面的很小范围内并深入到金属内部的小孔状腐蚀形态，蚀孔直径很小，深度深。
5、缝隙腐蚀：是有电介质存在，在金属与金属及金属与非金属之间构成狭窄的缝隙内，介质的迁移受到阻滞时而产生的一种局部腐蚀形态。
6、电偶腐蚀：又称接触腐蚀或异（双）金属腐蚀。
在电解质溶液中，当两种金属或合金相接触（电导通）时，电位较负的贱金属腐蚀被加速，而电位较正的贵金属受到保护，这种现象就叫做电偶腐蚀。
7、晶间腐蚀是金属材料在特定的腐蚀介质中沿着材料的晶粒边界或晶界附近发生腐蚀，使晶粒之间丧失结合力的一种局部破坏的腐蚀现象。
8、选择性腐蚀：是指在多元合金中较活泼组分的优先溶解，这个过程是由于合金组分的电化学差异而引起的。
绪论P5材料的分类：1、对于金属材料，根据产生腐蚀的环境状态，可以将腐蚀分为：（1）在自然环境中的腐蚀：大气腐蚀、土壤腐蚀、淡水和海水腐蚀、微生物腐蚀。
（2）在工业环境介质中的腐蚀：在酸性溶液中的溶液；在碱性溶液中的腐蚀；在盐类溶液中的腐蚀；在工业水中的腐蚀；在熔盐中的腐蚀；在液态金属中的腐蚀。
根据腐蚀形态可将腐蚀分为以下几类：（1）全面腐蚀：均匀的全面腐蚀、不均匀的全面腐蚀。
第6章化工厂腐蚀与防护
• ⑷缓蚀剂 加入腐蚀介质中，能够阻止金属腐蚀或 降低金属腐蚀速度的物质，称为缓蚀剂。缓蚀剂在 金属表面吸附，形成一层连续的保护性吸附膜，或 在金属表面生成一层难溶化合物金属膜，隔离屏蔽 了金属，阻滞了腐蚀反应过程，降低了腐蚀速度， 达到了缓蚀的目的，保护了金属材料。
• 常见的缓蚀剂见表6－4 • ⑸金属保护层指用耐腐蚀性较强的金属或合金，覆
• d.脱碳。脱碳指在高温下钢中渗碳体与气体介质 （如水蒸气、氢、氧等）发生化学反应，引起渗碳 体脱碳的过程。
• e.氢腐蚀。氢腐蚀指在高温高压下，氢引起钢组织 的化学变化，使其力学性能劣化的腐蚀过程。
• ②电化学腐蚀。电化学腐蚀指金属与电解质溶液接 触时，由于金属材料的不同组织及组成之间形成原 电池，其阴、阳极之间所产生的氧化还原反应蚀金 属材料的某一组织或组分发生溶解，最终导致材料 失效的过程。
• ①非金属衬里。常见的非金属衬里结构种类见表 • 6－5。
• ②非金属涂层。涂层是涂刷与物体表面后，形成一 种坚韧、耐磨、耐腐蚀的保护层。常见的涂层涂料 类见表6－6。
• ⑺非金属设备 由于非金属材料具有优良的耐腐蚀 性及相当好的物理机械性能，因此可以代替金属材 料，加工制成各种防腐蚀设备和机器。常见的有聚 氯乙烯、聚丙烯、不透性石墨、陶瓷、玻璃以及玻 璃钢、天然岩石、铸石等。可以制造设备、管道、 管件、机器及部件、基本设施等，
质环境的共同作用下，发生的腐蚀破坏。应力腐蚀 外观一般没有任何变化，裂纹发展迅速且预测困难， 极具危险性。材料在拉应力作用下，由于在应力集 中处出现变形或金属裂纹，形成新表面，新表面与 原表面因电位差构成原电池，发生氧化还原反应， 金属溶解，导致裂纹迅速发展。发生应力腐蚀
• 的金属材料主要是合金，纯金属较少。
腐蚀与防护
✓ 1967年12月，美国俄亥俄大桥由于应力腐蚀和腐蚀疲劳 突然掉入河中，致使46人丧生。 ✓ 1982年9月一架日航DC-8喷气客机在我国上海降落时， 由于飞机刹车系统的高压气瓶发生应力腐蚀爆炸，致使刹 车失灵，飞机冲出跑道，致使数十人受伤。 ✓1985年8月12日一架日航波音747客机由于发生应力腐 蚀开裂而坠毁，死亡500多人。 ✓1980年3月北海油田的亚历山大·基兰德号采油平台发生 腐蚀疲劳破坏，致使 123人丧生。 ✓2004年8月9号，日本美滨核电站3号反应堆涡轮机房配 水管发生腐蚀穿孔，引起高温高压水蒸气泄漏，导致4死7 伤的生产事故。
腐蚀与防护
腐蚀事例（感性认识）
老房木板上的生锈的铁钉、铁护栏的生锈、锡罐头盖的生 锈、钢筋的锈蚀、轮船设备的锈蚀、腐蚀的自来水管道 流出黄色的水、输油输气管道、开水管道、大雁塔广场 上铜雕塑上的铜绿、秦始皇的铜车马、兵马俑、银首饰 的变色、塑料的硬脆、橡胶轮胎的老化、古籍纸质的发 黄变脆、丝绸的化丝、朽木、涂料的褪色、脱落、牙齿 的坏烂、石头的风化等等。
✓ 震惊世界的印度博帕尔公害事件：1984年12月3日凌晨，印度
博帕尔市郊的"联合碳化杀虫剂厂"一贮罐的安全阀由于腐蚀发生毒气泄 漏事故。1小时后有毒烟雾袭向这个城市，形成了一个方圆25英里的毒雾 笼罩区。近邻的两个小镇上，有数百人在睡梦中死亡。火车站里的一些 乞丐死亡。一周后，有2500人死于这场污染事故，另有1000多人危在 旦夕，3000多人病入膏肓，20多万人双目失明。博帕尔的这次公害事件 是有史以来最严重的污染事故惨案。
c）造成产品污染，影响产品质量和企业的经济效益。如少量 的铜盐就可以毁坏整缸肥皂液，会加速肥皂变质，缩短肥 皂的贮用时间。皂液盒绝对不能用铜瓶、或镀铜的瓶子灌 装！
腐蚀与防护课程设计
腐蚀与防护课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握腐蚀与防护的基本概念、原理和方法，培养学生对材料科学的兴趣和热情，提高学生的科学素养和创新能力。
1.了解腐蚀的定义、类型和影响因素。
2.掌握腐蚀防护的基本原理和常用方法。
3.了解材料腐蚀与人类生产生活的关系。
4.能够分析材料的腐蚀原因和腐蚀过程。
5.能够运用腐蚀防护方法解决实际问题。
6.具备一定的科学研究和创新能力。
情感态度价值观目标：1.培养学生对材料科学的兴趣和热情。
2.培养学生关注社会、关注生活的学习态度。
3.培养学生团结协作、积极进取的精神风貌。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括腐蚀与防护的基本概念、原理和方法。
1.腐蚀与防护的基本概念：介绍腐蚀的定义、类型和影响因素，使学生了解腐蚀现象及其危害。
2.腐蚀防护的原理：讲解腐蚀防护的基本原理，如电化学防护、涂层防护等，使学生掌握腐蚀防护的科学依据。
3.腐蚀防护的方法：介绍常用腐蚀防护方法，如阴极保护、涂料保护等，让学生学会运用腐蚀防护方法解决实际问题。
4.材料腐蚀与生产生活：分析材料腐蚀与人类生产生活的关系，让学生了解腐蚀问题在实际生活中的重要性。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法、实验法等。
1.讲授法：通过讲解腐蚀与防护的基本概念、原理和方法，使学生掌握相关知识。
2.讨论法：学生就腐蚀与防护问题进行讨论，培养学生的思考能力和团队协作精神。
3.案例分析法：分析实际案例，使学生学会运用所学知识解决实际问题。
4.实验法：进行腐蚀实验，让学生直观地了解腐蚀现象，提高学生的实践操作能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：《腐蚀与防护》教材，为学生提供系统、科学的学习材料。
2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料：制作PPT、视频等多媒体资料，提高学生的学习兴趣。
4.实验设备：准备腐蚀实验所需的设备，为学生提供实践操作的机会。
危险化学品的腐蚀性与防护
危险化学品的腐蚀性与防护危险化学品是指具有爆炸性、燃烧性、腐蚀性、毒性等特性，可以对人体、环境和财产造成严重危害的化学物质。
在处理、储存、运输和使用危险化学品时，腐蚀性是其中一个重要的特性。
本文将探讨危险化学品的腐蚀性及相应的防护措施。
一、危险化学品的腐蚀性概述腐蚀性是指物质对金属、混凝土、绝缘材料、皮肤等的腐蚀损坏作用。
常见的腐蚀性危险化学品包括酸、碱、强氧化剂等。
腐蚀性危险化学品在各个阶段的生产、储存、运输和使用过程中都需要加以防护，以减少腐蚀造成的损害。
二、腐蚀性危险化学品的分类根据国际标准，腐蚀性危险化学品分为两类：腐蚀物质和腐蚀性体系。
腐蚀物质主要是指酸、碱和盐类物质，它们的pH值小于2或大于11.5。
腐蚀性体系是指含有水分的物质，通常是酸或碱与水之间的体系，如浓硫酸、氢氟酸等。
三、危险化学品腐蚀的影响危险化学品的腐蚀性会对人体、设备以及环境造成巨大的危害。
在人体接触腐蚀性物质时，会导致皮肤灼伤、眼睛损伤等。
对设备和设施，腐蚀性物质会导致金属腐蚀、管道堵塞、设备故障等问题。
同时，如果危险化学品泄漏到土壤、水体或空气中，会对环境造成长期不可逆转的破坏。
四、危险化学品腐蚀性防护措施为了保护人员和设施的安全，减少危险化学品腐蚀带来的损害，以下是一些常见的腐蚀性防护措施：1. 个人防护措施：使用防酸碱手套、防护眼镜、防腐蚀面具等。
在操作腐蚀性危险化工品时，应穿戴合适的防护服，避免直接接触皮肤和黏膜。
2. 设备防护措施：选择能耐腐蚀性物质的材料制造设备，如不锈钢、聚丙烯等。
对于不适宜更换设备的场合，可以使用防蚀涂料进行表面涂层保护。
3. 储运防护措施：将腐蚀性危险化学品储存在符合要求的容器中，遵循专门的储存规范。
在危险化学品运输过程中，应采取防护措施，如选择合适的运输容器和运输工具，以及定期检查运输设备的完整性。
4. 废物处理措施：处理腐蚀性废物要按照相关法规进行，包括中和处理、分离处理和安全处置等手段。
金属的腐蚀与防护
化学腐蚀
在外界环境中的水蒸气、酸碱等物质影响下，金属表面发生氧化还原反应，形成氧化物或其他化合物。例如，当铁暴露于氧和水中时，会形成铁锈（Fe₂O₃·nH₂O），这是一种典型的化学腐蚀现象。
电化学腐蚀
在一定条件下，例如在电解质溶液中，不同电位造成的电流分布变化，会导致金属表面上出现阳极区和阴极区。在阳极区，金属发生氧化反应而溶解，释放出电子；在阴极区，则发生还原反应，这一过程是通过离子在溶液中传递形成闭合回路，从而加剧了金属的整体损失。
三、影响金属腐蚀因素
影响木材及其抗风雨能力的重要因素有很多，包括：
环境湿度
高湿度会加速空气中的氧气、水分与金属的接触，加快氧化反应。因此，在潮湿环境下，金属更易受到腐蚀。
温度
氧化反应通常随着温度升高而境下金属更容易发生严重腐蚀。
pH值
环境中的酸碱程度直接影响着局部区域的电极电位。不同pH值下的介质对不同类型的金属具有不同程度的侵害。例如，低pH值（酸性环境）往往对铁等铸铁材料具有较强的侵袭性。
电化学腐蚀
电化学腐蚀是由于电流在金属表面产生的不均匀分布而导致的。比如，当金属与不同电位的金属连接时，低电位部分会被加速腐蚀。
生物腐蚀
这种腐蚀是由微生物造成的，尤其是在水体中生活的微生物，会通过其代谢过程改变周围环境，从而促进了金属的腐蚀过程。生物膜或污垢层常常在这种情况下形成，进一步加速了腐蚀。
二、金属腐蚀机制
金属的腐蚀与防护
金属腐蚀是指金属在环境的作用下，发生化学或电化学反应，导致其物理和化学性能劣化的过程。腐蚀不仅削弱了金属材料的强度、韧性，还可能引发结构失效，造成巨大的经济损失和安全隐患。因此，了解金属腐蚀的原理和机制，以及实施有效的防护措施，对于延长金属构件的使用寿命，提高工程安全性具有重要意义。
浅谈化工设备腐蚀与防护
浅谈化工设备腐蚀与防护化工设备腐蚀与防护一直是化工行业关注的重要问题，腐蚀不仅会影响设备的使用寿命和性能，还可能对生产安全造成严重影响。
了解腐蚀的原因和防护措施对于化工生产来说至关重要。
本文将就化工设备腐蚀的原因、常见的腐蚀类型、以及防腐保护措施进行一些浅谈。
一、化工设备腐蚀的原因1. 化学物质腐蚀：化工生产中会接触各种酸、碱、盐等化学物质，这些物质具有腐蚀性，直接导致设备材料的腐蚀。
2. 电化学腐蚀：金属设备在化工生产过程中会受到电化学腐蚀的影响，例如金属在电解液中发生腐蚀。
3. 热力腐蚀：高温和高压环境下，金属材料容易发生热力腐蚀，导致设备材料疲劳失效。
4. 机械腐蚀：设备在运行时由于摩擦、冲击等机械作用而引起的腐蚀。
5. 微生物腐蚀：在特定条件下，微生物也会对设备材料进行腐蚀，这种腐蚀往往发生在潮湿、缺氧或有机物富集的环境中。
1. 金属腐蚀：金属设备在化工生产中最为常见的腐蚀类型，包括均匀腐蚀、点蚀、应力腐蚀、疲劳腐蚀等。
2. 混凝土腐蚀：在一些化工生产场所，混凝土设备也会受到酸碱盐等化学物质的腐蚀影响，导致混凝土的破坏。
3. 非金属材料腐蚀：在一些特定的生产环境中，非金属材料也可能会受到腐蚀的影响，例如塑料、橡胶等材料。
1. 材料选择：选择具有良好耐腐蚀性能的材料作为化工设备的构造材料，例如不锈钢、镍合金、塑料等。
2. 表面处理：对设备表面进行特殊处理，如喷涂耐蚀涂层、阳极保护等，能够有效延长设备的使用寿命。
3. 设计防腐：在设备设计阶段就考虑防腐措施，如避免死角积存、增加防腐层厚度、合理布置防腐装置等。
4. 监测与维护：定期对化工设备进行腐蚀监测，及时发现问题并进行维修保养，是防护腐蚀的重要措施。
5. 管道防腐：对化工管道进行定期清洗、内衬耐腐蚀材料、加装防护设施等，是防止管道腐蚀的关键。
在化工生产中，腐蚀与防护问题始终是一个需要重点关注的话题。
加强对腐蚀原因及类型的研究，提高化工设备的抗腐蚀能力，不仅能够延长设备的使用寿命，还能够保障生产的安全与稳定。
化工设备腐蚀与防护
涂层作用：隔绝腐蚀介 质，保护设备表面
01
涂层类型：有机涂层、 无机涂层、复合涂层等
电化学防护
A
阴极保护：通过外加电流，使 金属表面形成阴极，防止腐蚀
B
阳极保护：通过外加电流，使 金属表面形成阳极，防止腐蚀
牺牲阳极保护：通过使用更活
C
泼的金属，使腐蚀发生在更活
泼的金属上，保护被保护金属
涂层保护：通过在金属表面涂
微生物腐蚀：微 生物在金属表面 生长繁殖，导致
金属表面损坏
腐蚀分类
1
2
3
4
化学腐蚀：金属与周 围环境发生化学反应，
导致金属表面损坏
电化学腐蚀：金属 表面形成原电池， 导致金属表面损坏
微生物腐蚀：微生物 在金属表面生长繁殖，
导致金属表面损坏
物理腐蚀：金属表 面受到机械作用， 导致金属表面损坏
腐蚀影响
D
覆一层涂层，防止腐蚀介质与
金属接触，达到保护目的
腐蚀监测技术
电化学方法：如电位法、电流法等， 通过测量腐蚀过程中的电化学反应来 监测腐蚀程度
物理方法：如超声波法、射线法等， 通过测量腐蚀过程中的物理现象来监 测腐蚀程度
化学方法：如化学分析法、光谱法等， 通过测量腐蚀过程中的化学变化来监 测腐蚀程度
C
降低了设备维护成本 和人力投入
D
提高了生产效率和企 业经济效益
谢谢
02
涂层防护： 在设备表面 涂覆耐腐蚀 涂层，如油 漆、搪瓷等
03
04
电化学防护： 利用电化学 原理，如阴 极保护、阳
极保护等
合金化：将两 种或两种以上 金属元素结合， 形成具有良好 耐腐蚀性能的
合金材料
涂层防护
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《腐蚀与防护》课程教学大纲
一、课程性质
本课程是应用化学的专业选修课，有助于学生拓展知识面，更好的开展科研、生产专业学习。
通过介绍工业生产过程中产生的各种腐蚀过程及其原理，各种防腐蚀技术，腐蚀试验方法等，使学生熟悉企业不同生产过程中所产生的各种腐蚀，充分了解如何对其进行有效的防护。
二、教学目的
本课程是化学工程专业一门应用性较强的专业课程。
主要目的是使学生了解材料发生各种腐蚀的基本规律及作用机理，掌握材料腐蚀的评价方法。
控制原理及防腐技术，并能够结合材料的成分与结构特征，分析耐腐蚀材料的设计及其热处理原理。
三、教材教参
教参
1. 王增品，姜安玺，腐蚀与防护工程高等教育出版社，1991
2. 美国腐蚀工程师协会编，腐蚀与防护技术基础，冶金工业出版社，1987
3. 化学工业部化工机械研究院主编，腐蚀与防护手册，化学工业出版社，1991
4. 尤里克，腐蚀与腐蚀控制，石油工业出版社，1996
5. 张远声，腐蚀破坏事故,100例，化学工业出版社，2001
6. 王保成，材料腐蚀与防护(21世纪全国高等院校材料类创新型应用人才培养规划教材)，北京大学出版社，2012
四、教学方式
本课程以课堂讲授为主、自学和讨论为辅的方式组织教学，适当使用多媒体课件进行教学，增大课堂容量，在有限的学时内取得最佳的教学效果。
五．教学内容及时数
根据化学本科专业人才培养方案，本课程共1.5学分，总的教学时数为27学时，具体如下：
第一章腐蚀与防护概论（2学时）
基本内容：腐蚀的定义、分类，影响腐蚀的因素及腐蚀的普遍性与严重性。
腐蚀防护的意义，腐蚀与防护工作概况，防腐蚀方法。
防腐蚀设备的使用与保养；防腐蚀工作中劳动保
护。
基本要求：掌握工业生产过程中的各种腐蚀及其具体的分类情况，了解腐蚀对环境所带来的危害，理解腐蚀防护的意义和方法。
重点：清晰的了解工业生产过程中所产生的不同类型的腐蚀，重点掌握影响腐蚀的因素，包括内因与外因。
难点：正确理解腐蚀的概念，各种防腐蚀方法的概念，掌握防腐蚀设备的保养。
第二章腐蚀原理（5学时）
基本内容：金属材料腐蚀程度的评定方法和非金属材料腐蚀程度的评定方法。
物理腐蚀、化学腐蚀、电化学腐蚀、生物腐蚀和金属腐蚀的破坏形式。
非金属无机材料的腐蚀原理，非金属有机材料的腐蚀原理，微生物对非金属材料的腐蚀。
基本要求：了解金属材料和非金属材料腐蚀程度的评定方法，掌握各种不同类型腐蚀的原理。
重点：不同类型腐蚀的原理。
难点：腐蚀程度的评定计算，电化学腐蚀的基本原理。
第三章防腐蚀技术（9学时）
基本内容：设备防腐蚀前处理工艺；防腐蚀玻璃钢衬里的基本原理；砖板衬里；塑料及其衬里；橡胶衬里；电化学保护；电镀的基本原理，影响镀层质量的因素；化学镀与塑料电镀化学镀镍、镀铜的基本原理和工艺过程；涂料保护；缓蚀剂的缓蚀机理，影响缓蚀作用的因素；腐蚀设计。
基本要求：了解设备防腐蚀的多种方法，掌握各种防腐蚀技术的基本原理、原材料、工艺过程，明确不同防腐蚀技术的适用范围和优缺点。
重点：掌握设备防腐蚀技术的基本原理、工艺过程和适用范围。
难点：防腐蚀技术的基本原理，防腐蚀设备结构的设计计算。
第四章耐腐蚀材料（5学时）
基本内容：耐腐蚀材料的分类、性能和选择耐腐蚀性材料的基本原则；耐腐蚀的金属材料；耐腐蚀的非金属材料；有机高分子材料；复合材料。
重点：耐腐蚀材料的性能、结构和应用。
难点：耐腐蚀材料的力学性能和物化性能。
第五章腐蚀试验方法（2学时）
进行腐蚀试验的目的、方法和试验的基本步骤。
试验室腐蚀试验；现场腐蚀试验；天然条件下的腐蚀试验；其它腐蚀试验
基本要求：清晰的了解工业生产过程中不同情况使用不同的腐蚀试验，包括试验室腐蚀试验、现场腐蚀试验和天然条件下的腐蚀试验等，重点掌握各种腐蚀试验的试验方法、试验装置和试验结果的评定。
重点：试验室腐蚀试验和现场腐蚀试验的方法、装置和结果评定。
难点：试验结果的整理和评定。
第六章化工生产装置的腐蚀与防护（4学时）
基本内容：防腐设计的意义、程序和基本内容，防腐蚀方法的经济效益；尿素生产装置的腐蚀与防护；以醋酸为主要腐蚀介质的生产装置；以硫酸为主要腐蚀介质的生产装置；以硝酸为主要腐蚀介质的生产装置硝酸的腐蚀及耐腐蚀材料的选用；以磷酸为主要腐蚀介质的生产装置；以氢为主要腐蚀介质的生产装置；硫化氢腐蚀；氟、氟化氢、氢氟酸的腐蚀及耐腐蚀材料的选择；工业水的腐蚀；氯碱生产装置的腐蚀与防护；工业介质对建筑物和构筑物的腐蚀与防护
基本要求：
掌握化工生产中在尿素、氯碱、硫酸、硝酸、醋酸、磷酸、氟、氟化氢、氢氟酸以及工业水等为生产介质时，其生产装置的腐蚀概况、腐蚀机理、影响因素及防护措施。
了解各种工业介质中建筑物的腐蚀与防护，明确设计与防腐之间的关系以及对防腐蚀方法进行的经济效益的评价。
重点：不同生产介质的生产装置的腐蚀情况、影响因素和防护措施。
难点：不同生产介质的生产装置的腐蚀机理。